C++ 基于整数溢出的GCC优化

最近我讨论了一个问题，有人想检查签名int溢出，就像这样

if（a+B<2*max（a，B））

。让我们先忽略一下逻辑本身是错误的，然后在C/C++上下文中讨论带符号整数溢出。（我相信这部分标准完全继承了C）

当前ish GCC将优化哪些需要有符号整数溢出的检查，哪些不会

由于原文没有那么好的表述，而且显然有争议，我决定稍微修改一下问题，但将原文保留在下面。

下面使用的所有示例都是测试gcc版本

4.7.2（Debian 4.7.2-5）

，并使用

-O3

也就是说，它是未定义的，GCC臭名昭著地使用它来执行一些分支简化。我想到的第一个例子是

这会产生一个无限循环。这种优化的另一种情况是

它触发了你所期望的用2的补码表示的分支。类似地，此代码保持条件分支不变

int C=abs（A）；
如果（A+C<0）{
/*为了达到这个目的，必须发生溢流或下溢*/
}

---

现在，对于这个问题，是否有一种模式大致类似于

if（a+B

或

if（a+B

，将被优化掉？当我在写这篇文章之前在谷歌上搜索时，似乎最后一个代码段应该被优化掉，但我无法在不显式使用常量的溢出检查中重现这种错误。

许多编译器会将包含有符号整数或指针的表达式替换为“false”，如

---

没有未定义的行为（不带64位整数或32位指针）

请允许我转述一下你的问题，我相信你会问这样的问题

是否存在这样一种编译器，它能如此积极地优化有符号整数表达式，以至于它准备对此类表达式的某些类别进行详细分析，以确定相关条件为真（或假）在表达式结果的类型的可表示值的整个

范围内，并通过这些方法删除条件测试

您提供的编译器是GCC的一个特定版本，您提供的表达式属于一个狭窄的范围，但我假设您也有兴趣了解另一个编译器或密切相关的表达式

答案是现在我还不知道，但这可能只是时间问题

现有编译器对包含常量或某些可识别模式的表达式执行过早求值，如果在求值过程中遇到未定义的行为，通常会避免优化表达式。他们没有义务这样做

数据流分析是CPU和内存密集型的，并且倾向于在有很大好处的地方使用。最后，C++标准将停止变化（如此之多），编译器编写者将有时间在他们的手中。编译器读取质数筛程序并将其优化为单个打印语句的日子还有点短，但它会到来

我的答案主要是指出这实际上是一个关于编译器技术的问题，与C++标准没有什么关系。也许你应该直接问GCC小组。
你的最后一个例子比其他例子复杂得多。它需要通过一个函数调用来跟踪a和C之间的依赖关系，以及在其他函数已经需要的基础上对该函数的“数学理解”。我真的不明白你到底想要什么。“看起来大致像这样”有点含糊不清，因为它是未定义的行为，所以任何答案都是有效的。@KerrekSB我认为这是臭名昭著的，因为试图检查溢出以防止恶意用户弄乱东西，会以加快代码速度的名义得到优化。老实说，我认为标准的这一部分是一个巨大的混乱（这可以通过让它实现定义而不是未定义来防止）。@Xarn我能说的就是你错了。事实上，对于在无符号类型的情况下定义行为，有很多反对意见；在某些体系结构上，已定义的行为具有显著的运行时成本。有些体系结构确实（或者至少确实）存在溢出陷阱，这也是造成这种未定义行为的一个重要原因。对于指针来说是不可能的。指针算法未定义在数组的边界之外。@R..：可能有一个数组的大小太大，无法放入
uint32\u t
，在这种情况下，指定的表达式不会包含任何UB。感谢您的回答，但实际问题有所不同（仔细考虑后，我在OP中正确地表述了它）.似乎是同一个问题，但你只限于GCC。我的答案（最后一段）更为正确。
int i = 1;
while (i > 0){
    i *= 2;
}

if (A + 2 < A){
    /* Handle potential overflow */
}

if (INT_MAX + 1 < 0){
    /* You wouldn't write this explicitly, but after static analysis the program
       could be shown to contain something like this. */
}

int C = abs(A);
if (A + C < 0){
    /* For this to be hit, overflow or underflow had to happen. */
}

a + 1 < a // signed integer a
p + 1 < p // Pointer p

for (char* q = p; q < p + 2; ++q) ...

if (A + abs (A) < 0)

&p [i] > &p [i+1]